Fatti su Boro

Il boro è un elemento multiuso. È un nutriente cruciale per le piante, una componente importante nell’industria nucleare e l’ingrediente principale di un bizzarro fluido chiamato oobleck.

Appollaiato accanto al carbonio sulla Tavola periodica degli elementi, il boro è un metalloide, una sostanza con proprietà sia metalliche che non metalliche. Si tratta di un elemento complicato, come Stony Brook University professore Artem Oganov ha detto al New York Times nel 2009.

“Il boro è un elemento veramente schizofrenico”, ha detto Oganov. “È un elemento di completa frustrazione., Non sa cosa vuole fare. Il risultato è qualcosa di terribilmente complicato.”

I composti di boro, in particolare il borace, sono stati usati dagli esseri umani per migliaia di anni, secondo Chemicool. Il borace (tetraborato di sodio) si forma naturalmente durante l’evaporazione di alcuni laghi salati, secondo AZoM, un sito di riferimento online per la comunità di ingegneria e scienza dei materiali. Nell’VIII secolo d.C., il borace veniva esportato dai laghetti tibetani lungo la Via della Seta per essere utilizzato da orafi e argentieri arabi; veniva anche usato per produrre smalti ceramici in Cina.,

Questi primi usi eco nel nome di borace (e, in definitiva, di boro): La parola deriva dall’arabo “buraq”, o bianco. Tuttavia, l’elemento stesso non fu estratto fino al 1808, secondo la Royal Society of Chemistry. Anche allora, i chimici non erano in grado di ottenere una forma pura di boro. Questo obiettivo non fu raggiunto fino a un secolo dopo, nel 1909, quando il chimico statunitense Ezekiel Weintraub isolò il 99 per cento di boro puro.,

Solo i fatti

a Seconda del Jefferson Lab, la proprietà di boro sono:

• numero Atomico (numero di protoni nel nucleo): 5
• simbolo Atomico (sulla Tavola Periodica degli Elementi): B
• peso Atomico (media massa dell’atomo): 10.81
• Densità: 2.,37 grammi per centimetro cubo
• Fase a temperatura ambiente: Suolo
• punto di Fusione: 3,767 gradi Fahrenheit (2,075 gradi Celsius)
• punto di Ebollizione: 7,232 gradi F (da 4.000 gradi C)
• Numero di isotopi (atomi di uno stesso elemento con diverso numero di neutroni): 6
• la Maggior parte dei comuni isotopi: B-10 (abbondanza naturale del 19,9 per cento) e B-11 (abbondanza naturale 80.,1 per cento)

Ooky oobleck

Come parte di borace, il boro è un elemento comune della famiglia che è presente in molti detergenti. (Pro suggerimento: Una soluzione di borace-zucchero sarà anche uccidere le formiche!) È anche nella ricetta per la fiera della scienza goop oobleck, un liquido con alcune proprietà molto strane. Una miscela di soluzione di borace e colla liquida crea una sostanza che è liquida quando viene versata ma solida quando è sotto pressione., Oobleck è un fluido non newtoniano, il che significa che la sua viscosità dipende dalla forza di taglio applicata ad esso. La colla e l’oobleck si uniscono per creare molecole polimeriche lunghe e sottili. Un “rubinetto” o una forte pressione costringe le molecole nel fluido insieme, creando un solido. Un movimento lento come versare o un poke dolce permette alle molecole di fluire l’una contro l’altra, rendendo l’oobleck comportarsi come un fluido. Lo stesso concetto è ciò che rende Silly Putty sia in grado di fluire che rimbalzare. (Oobleck può anche essere fatto con una miscela di amido di mais e acqua.)

Ma il boro non è tutto divertimento e giochi., L’isotopo boro-10 sembra essere eccellente nell’assorbire i neutroni. Questo è estremamente utile per la fissione nucleare, che è guidato da careening neutroni bussare atomi di uranio a parte. La chiave di questo processo è il bilanciamento in modo che ogni evento di fissione inneschi solo un altro evento di fissione; altrimenti, le reazioni accelerano come un treno in fuga e si dice che il reattore diventi supercritico. Brutte notizie in giro.

Per mantenere le reazioni nucleari in equilibrio, i reattori sono dotati di dispositivi chiamati barre di controllo, spesso fatti di boro o altri elementi, secondo gli Stati Uniti., Nuclear Regulatory Commission. Boro assorbe neutroni in eccesso, impedendo loro di zinging in troppi atomi di uranio.

Chi lo sapeva?

• Il boro potrebbe essere stato la chiave per l’evoluzione della vita sulla Terra. L’elemento stabilizza il ribosio, parte dell’RNA, la molecola autoassemblante che potrebbe aver preceduto il DNA. (I virus sono essenzialmente roving filamenti di RNA.) Uno studio del giugno 2014 ha rilevato che il boro è presente nelle rocce più antiche della Terra, che risalgono a 3,8 miliardi di anni fa. Questa ricerca dimostra che la Terra primitiva aveva gli ingredienti necessari per costruire l’RNA.,
• O forse quel primo RNA ha ottenuto il suo boro dallo spazio. Uno studio del 2013 ha scoperto che un meteorite marziano atterrato in Antartide conteneva 10 volte il boro di qualsiasi oggetto extraterrestre precedentemente misurato.
• Il boro, nella sua forma cristallina, è il secondo elemento più duro dietro al carbonio (nella sua forma di diamante), secondo Chemicool.
• A differenza di molti elementi, che si formano nelle reazioni di fusione all’interno delle stelle, il boro si è formato dopo il Big Bang da un processo chiamato spallazione dei raggi cosmici. Durante questo processo, i raggi cosmici in collisione dividono i nuclei degli atomi, causando la fissione.,

Ricerca attuale

Il boro non ha un sacco di cachet della cultura pop, ma la scienza ha molto da dire su questo elemento sorprendentemente intrigante. Ad esempio, i biologi delle piante sanno da tempo che senza boro le piante non crescono. L’elemento è un nutriente essenziale.

Ma perché? Nessuno lo sapeva fino ad agosto 2014, quando i ricercatori dell’Università del Missouri hanno trovato la risposta. Il boro, hanno scoperto, è cruciale per le cellule staminali delle piante., Porzioni della pianta chiamate meristemi sono fatte di cellule staminali, che a loro volta sono in grado di dare origine a tutte le diverse cellule che compongono una pianta. Senza boro, questi meristemi appassiscono, i ricercatori hanno riportato sulla rivista Plant Cell. Negli Stati Uniti orientali, gli agricoltori devono integrare il loro terreno con boro per aumentare i raccolti.

Il boro può essere un vantaggio anche per la tecnologia. Nel luglio 2014, i ricercatori hanno scoperto il primo boro “buckyball”, una struttura simile a una gabbia simile alle palle di carbonio a forma di pallone da calcio spesso utilizzate nelle nanotecnologie., Nanostrutture di carbonio (noto come fullereni) sono stati scoperti nel 1980, e hanno spinto un’ondata di ricerca nella caccia di altri cluster di atomi intriganti.

“Se guardi gli elementi principali del gruppo, non c’è posto migliore per iniziare del boro”, ha detto Lai-Sheng Wang, un chimico della Brown University che ha scoperto il primo boro buckyball. Gli atomi di boro si legano fortemente l’uno con l’altro, Wang ha detto a Live Science, e l’elemento ha un punto di fusione molto alto. E ‘ roba dura.,

Wang e i suoi colleghi hanno iniziato mettendo insieme gruppi di atomi di boro per vedere le forme che avrebbero formato mentre si legavano, un processo che richiedeva loro di usare i laser per rimuovere gli elettroni dal cluster. La velocità di espulsione dell’elettrone può quindi essere utilizzata per determinare come è stato originariamente legato nel cluster atomico, consentendo ai ricercatori di mappare la struttura, che chiamano borosferene.

Quando 39 o meno atomi di boro si legano insieme, formano una struttura piatta., Ma a 40 anni, la struttura diventa una “gabbia” sferoidale, hanno riferito i ricercatori sulla rivista Nature Chemistry.

Wang e il suo team hanno anche scoperto che alcune delle strutture piatte di boro potrebbero essere molto utili. Nella ricerca pubblicata a gennaio 2014 sulla rivista Nature Communications, gli scienziati hanno scoperto che 36 atomi di boro formeranno un disco con un perfetto foro esagonale nel mezzo — una disposizione che teoricamente consente di creare un foglio di boro stabile, spesso un atomo., Se tale foglio può essere creato, sarebbe l’equivalente di boro del grafene, che è un foglio spesso atomo di molecole di carbonio. Il grafene ha una grande promessa per la tecnologia perché è un conduttore economico, forte e flessibile.

La versione di boro — o “borofene”, come la chiamano Wang e i suoi colleghi — potrebbe avere applicazioni simili come conduttore elettrico e termico, ma i ricercatori non sono ancora sicuri. Dovranno prima creare veri fogli di borofene e poi testare le loro proprietà.,

“A volte quando vai in laboratorio e fai queste cose, la natura ha la sua strada”, ha detto Wang.

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